中文摘要：

分别在低锰共析钢中添加微量钛、钒或稀土以研究它们在固溶态和第二相析出条件下珠光体的层片间距变化和相变动力学；用室温大变形技术获得超细微的珠光体组织以达到共析钢高强韧化的目的；探索室温大变形条件下渗碳体的塑性变形行为和纳米尺度的渗碳体层片溶解机制，在此基础上，进一步探索大变形后时效处理对共析钢力学性能改善的可能性。本申请项目把室温大变形和合金化与珠光体相变和形变特征结合起来，不仅能丰富珠光体的相变和形变机制，而且为开发(超)高强度共析钢提供理论支持。

结论摘要：

共析钢是天然的复合材料，由较软的铁素体和较硬的渗碳体层片相间排列而成珠光体。冷拔共析钢丝，经室温大变形强化后，其断裂强度可高达5.7GPa，是目前已知强度最高的钢材。研究共析钢室温大形变的微观组织演变机理，及其对宏观性能的影响，在理论上和应用上均有重要意义。本课题通过透射电镜、穆斯堡尔谱、三维原子探针和内耗等较系统研究了合金化共析钢室温大变形渗碳体溶解机制、相变行为以及对宏观性能的影响。取得了一些成果 1）对渗碳体的溶解过程是位错机制主导提供了新的实验证据，通过穆斯堡尔谱和三维原子探针实验相结合，对真应变为2.89的冷拔试样研究发现，约一半渗碳体发生了溶解，碳原子在铁素体内形成过饱和。应用位错吸附模型，结合铁素体晶格常数的微量变化，计算得到铁素体中过饱和的碳含量，与实验结果相符合。2）揭示了拉拔珠光体钢低温时效后力学性能提高的原因。大变形共析钢强度在200度时效存在最大值，而在400度时效则存在强度和韧性平衡的良好综合性能。并用内耗方法分析了时效过程中碳分配方式。3）采用表面机械研磨方法这种极大的变形方式发现，共析钢在极大的变形量下渗碳体的溶解，直至形成石墨。